泰勒多项式拟合法在区域地磁场建模中的应用研究

针对地磁辅助导航定位中基准图制备的需要,采用了建立区域地磁场模型的方法。分析了现有地磁场建模方法及各自的适用范围,选择泰勒多项式拟合法用于区域地磁场建模,对野值剔除原则进行了改进,对模型的验证方法进行了探讨。最后用泰勒多项式对某区域地磁场总强度F的数值进行了拟合,拟合结果表明区域地磁场模型的均方偏差远低于世界地磁场模型和局部地磁场模型。     

船舶系泊状态下缆绳受力分析及形态仿真研究

为研究缆绳的受力分析及状态仿真,采用二维坐标法,建立在风、浪、流联合作用下缆绳的细长杆-微元模型。通过对缆绳的形态进行模拟,开发缆绳的形态仿真软件实现对缆绳受力和形态进行仿真,并优化程序得到模型的快速解算方法。结果表明,该研究可为航海模拟器的视景仿真中的缆绳形状、位置和姿态的仿真提供方法,也可为船舶系泊和缆绳受力分析研究提供技术支撑。     

混沌优化在船舶码头系泊缆绳张力计算中的应用

系泊船舶缆绳张力的模型实验研究和理论计算对于缆绳的选取、系泊设备的设计、系泊方式及预紧力的确定,以及船级社规范的制订都有着重要的指导意义. 国内对码头系泊的研究相对较少,且主要依赖于模型实验. 文中对小波浪水域码头系泊船舶缆绳张力的计算建立了数学模型,并用混沌优化的方法对非线性系泊方程组进行了求解,其结果与实验结果对比有较好的一致性.     

基于扩展卡尔曼滤波的超声波渡越时间估计

提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的、适用于双回波重叠情况的超声波渡越时间估计方法。利用现有的单回波包络的经验模型,推导出了对应于双重叠回波包络的理论模型,并利用扩展卡尔曼滤波对其进行参数估计,以达到精确估计渡越时间的目的。由于两个回波的时间差和相位差对回波包络形状影响较大,因此对不同时间差和相位差条件均进行了仿真实验。实验结果表明:本方法能够准确地估计两个回波的渡越时间,并具有较高的抑制噪声能力。     

基于径向基函数的区域地磁场边界插值约束

针对区域地磁场模型存在的边界效应问题,采用基于径向基函数的插值方法,对缺少测量点的边界区域进行插值约束。在某海区地磁场建模仿真试验中,利用该方法结合有限区域的地磁观测数据,得到了边界区域地磁场的插值结果,并建立了海区地磁场模型。建模结果表明,该方法较补充国际地磁参考场值的方法,具有更高的分辨率和更小的均方偏差,为提高模型精度、改善边界效应提供了有效途径。     

柔性绳系辅助离轨系统展开动力学研究

以绳系辅助离轨系统为背景,考虑系绳质量和柔性因素,利用微元法建立柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学模型;针对动力学方程的复杂的非线性和强耦合问题,采用伽辽金法进行离散化处理、求解及分析;并通过数学仿真来验证和分析柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学特性.仿真结果表明,在绳系辅助离轨系统的展开过程中,系统的横向和纵向运动的位移...     

基于正交试验的发动机定位力改进分析

针对双元动力发动机存在的结构复杂和非线性磁路难以建立精确优化模型等问题,本文基于正交试验,对永磁活塞机械电力发动机定位力进行改进分析.研究了永磁体沿磁化方向长度、气隙宽度、齿槽槽宽对定位力的影响,利用正交试验法对各参数进行优化,并以定位力幅值最小为目标,得到发动机电动力结构的最优尺寸,同时对仿真结果进行极差分析,得到主...     

干式空心并联电抗器投入瞬态电动力研究

为探究干式空心并联电抗器投入瞬态电动力对绝缘的破坏性,以一台BKDK-20000/35大型电抗器为例,利用ANSYS场-路耦合有限元分析方法,对该电抗器的投入瞬态电动力进行了数值解析,对瞬态电动力破坏绝缘的可能性进行了讨论.研究结果表明,投入瞬态过电流会产生强瞬态电动力,瞬态电动力的分布极不均匀.轴向电动力关于中心高度对称,距中心高度处越远,轴向电动力越大;辐向电动力指向磁力线圆心所在线圈,距该线圈越远,辐向电动力越大.轴向瞬态电动力对绝缘破坏性小,幅向瞬态电动力对绝缘有一定的破坏性.线圈与包封绝缘间脱层是瞬态电动力造成绝缘开裂的原因.     

基于磁强计的皮卫星姿态角测量误差

采用三轴磁强计测量地磁场矢量,与轨道演化和国际地磁场参考模型(IGRF)计算获得的地磁场矢量进行比较,获得姿态角度信息的方法适合体积小、重量轻、功耗低的皮卫星应用环境。地磁场矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的地磁场矢量误差是皮卫星姿态角测量的两大误差源。通过分析获得磁强计A/D采样、磁传感器误差、温度漂移、铁磁材料等因素导致地磁场矢量实际测量误差为1.74°。皮卫星自身的特点不允许采用复杂的SPG4轨道演化模型,基于Kepler轨道模型和IGRF地磁场模型计算获得的地磁场矢量误差为0.5°。因此,基于三轴磁强计的皮卫星姿态角测量误差为2.24°。     

航空声纳探头——缆绳系统三维模型及运动分析

在分析了缆绳空间形状和张力以及声纳探头受力的基础上，建立了航空声纳探头-缆绳动力学系统的三维空间数学模型。给出院两之间相互影响的关系。最后通过实例进行了具体的分析计算，所得结果与实验结果相符，表明所建模型的正确性以及在缆绳拖曳问题中的应用价值。     

Damage Self-diagnoses Feasibility of Fiber-reinforced Concrete Structure

The seepage theory was used to explain the variation between the specific resistance of the carbon fiber reinforced cement concrete and the carbon fiber volume ratio. The electro-dynamic seepage was observed in the cement. The longer the carbon fiber is, the smaller the critical volume to produce the electro-dynamic seepage phenomenon will be. However, the forming and stirring process is harder. In general, the average length of carbon fiber is 5 mm. Under the condition of three-point bending load, the spec...     

高功率过模返波管中模式控制研究

采用过模结构,克服常规返波管(BWO)中截止径的限制,提高器件内径,有效地降低同等功率条件下器件内表面的强场,使其低于器件内表面的强场击穿阈值,可以克服器件内表面的强场击穿问题。根据BWO的振荡机理,引入过模反射腔,并使其同相应的慢波结构匹配,克服了过模结构中的模式竞争问题,提高了电子束同慢波结构互作用效率。从理论和模拟两个方面研究了过模返波管中的模式控制,设计了一个X波段输出功率接近10 GW、效率约50%的过模返波管器件。     

Damage self-diagnoses feasibility of fiber-reinforced concrete structure

The seepage theory was used to explain the variation between the specific resistance of the carbon fiber reinforced cement concrete and the carbon fiber volume ratio. The electro-dynamic seepage was observed in the cement. The longer the carbon fiber is, the smaller the critical volume to produce the electro-dynamic seepage phenomenon will be. However, the forming and stirring process is harder. In general, the average length of carbon fiber is 5 mm. Under the condition of three-point bending load, the specific resistance changes with the loading process, and a good correlation could be obtained according to the load-deflection relationship. The experimental results reveal that the carbon fiber reinforced cement based composites can be used as sensors to self-diagnoses of the damage.     

Relationship between FAC at plasma sheet boundary layers and AE index during storms from August to October, 2001

Unlike the previous single (dual) satellite observation, the four Clusterll satellites make it possible to directly compute the continuous field-aligned current (FAC) density according to the magnetic data from them and to enable the investigation of the relationship between the FAC and geomagnetic activity. This paper analyzes the observation data when the Cluster satellites crossed the plasma sheet boundary layer (PSBL) in the magnetotail during the two magnetic storms in August to October 2001. According to the data, during the magnetic storms the relationship between the variations of FAC and AE index turned out to be: 1) FAC was obviously increasing during the storms; 2) FAC density was approximately negatively correlated with AE index from the sudden commencement to the early main phase of the storm; 3) they were approximately positively correlated during the late main phase and early recovery phase; 4) they were no apparent correlation during the late recovery phase. Supported by the CAS International Partnership Program for Creative Research Teams and the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40621003, 40674091 and 40390150     

地球区域性探测卫星系统研究

根据区域性探测卫星系统的特点,提出了利用太阳同步轨道间歇性区域性覆盖特定区域的轨道设计方案,利用太阳同步轨道卫星能够在理想的光照条件下,对地面目标进行可见光观测这一特点,理论上分析了太阳同步轨道的轨道特性;然后用Satlab仿真软件设计太阳同步轨道的高度、仰角和卫星初始相位等相关参数,并给出了卫星在目标区域的覆盖形状及在不同仰角条件下的覆盖时间,最后设计了一条适合此轨道设计的链路方案。     

Response of magnetic fields at geosynchronous orbit and on the ground to the sudden changes of IMF B Z

The rapid change in the Earth’s magnetosphere caused by solar wind disturbances has been an important part of the solar wind-magnetosphere interaction.However most of the previous studies focused on the perturbation of the Earth’s magnetic field caused by solar wind dynamic pressure changes.In this paper,we studied the response of geosynchronous magnetic field and the magnetic field to the rapid southward turning of interplanetary magnetic field during the interval 1350 1420 UT on 7May 2007.During this event,BZ component of the interplanetary magnetic field decreased from 15 nT to 10 nT within 3 min(1403 1406 UT).The geosynchronous magnetic field measured by three geosynchronous satellites(GOES 10 12)first increased and then decreased.The variations of magnetic field strength in the morning sector(9 10 LT)were much larger than those in the dawn sector(5 LT).Meanwhile,the H components of geomagnetic field on the ground have similar response features but exhibit latitude and LT dependent variations.Compared with H components,the D components do not have regular variations.Although the solar wind dynamical pressure encounters small variations,the magnetic field both in space and on the ground does not display similar variations.Therefore,the increase of geomagnetic field in the dawn sector is caused by the southward turning of IMF(interplanetary magnetic field)BZ.These results will help to better understand the coupling process of geomagnetic filed and interplanetary magnetic field.     

电离层闪烁条件下GNSS信号质量对比

为了监测桂林(25.29°N,110.33°E;地磁坐标:15.04°N,181.98°E)L波段电离层闪烁,利用桂林的电离层闪烁与TEC监测仪2011年9月至2013年7月的观测数据,在相同的电离层闪烁环境下对GPS和GLONASS卫星的信号质量进行了对比。结果表明:GPS和GLONASS卫星的L2信号的幅度闪烁强度均比L1信号大;GPS卫星L2信号的幅度闪烁强度比GLONASS卫星L2信号大;GPS和GLONASS卫星的L1信号的幅度闪烁特征相同。在电离层闪烁条件下,GPS和GLONASS卫星的L1信号质量相当,可联合使用GPS和GLONASS的观测研究桂林的L波段电离层闪烁特征。     

基于地磁场矢量误差反馈的姿态补偿算法

针对小型空中机器人在全球定位系统（GPS）失锁情况下的姿态估计问题,提出一种新的闭环姿态补偿算法.有GPS辅助的情况下,采用组合导航算法对姿态角和地磁场矢量做出估计;当组合系统无法有效工作时,将反馈控制的思想引入姿态估计过程,充分利用地磁场测量值与估计值之间隐含的姿态信息,通过地磁场矢量误差反馈对姿态角速率测量值进行修正,进而抑制惯性导航系统误差的发散.在小型空中机器人上对算法进行实物验证,并与参考系统对比.结果显示:在GPS失锁的情况下,与开环工作模式下的INS/GPS组合导航系统相比,新的闭环姿态补偿算法的姿态估计误差更小,使惯性导航系统的姿态误差积累得到了有效的抑制．     

基于集成环境的数据中继卫星系统控制自动化设计与实现

面对新形势下数据中继卫星系统（data relay satellite system,DRSS）承担的任务及特点,在总结了我国现有航天地面测控软件系统的基础上,提出了数据中继卫星地面测控软件系统的设计目标;开发了一套适用于各种卫星控制操作的集成环境;并采用＂计划＂自动调度运行相关软件实现卫星控制自动化。基于集成环境的数据中继卫星控制系统较以往测控软件,在自动化程度上有了明显的提高,已经成功应用于天链一号（TL01）数据中继卫星。     

分布式卫星InSAR系统参数的优化设计

利用分布式卫星干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)系统可以获取数字高程图(Digital Elevation Model,DEM),要得到高精度的DEM,需要对该系统参数进行优化设计.本文在综合考虑各种去相关因素下,详细研究了分布式卫星InSAR系统干涉信号的相关性,给出了分布式卫星InSAR系统参数的优化设计准则,利用该准则对视角、信号带宽和基线进行了优化设计,并证明了单视和多视处理下优化设计结果的一致性.